移动通信技术的发展历程与趋势课件.ppt

1、XXX目录1信息的传递方式2远古时代的移动通信方式3近现代的移动通信方式4现代移动通信技术发展历程5现代移动通信技术发展趋势何为信息？信息，指音讯、消息、通讯系统传输和处理的对象，泛指人类社会传播的一切内容。人通过获得、识别自然界和社会的不同信息来区别不同事物，得以认识和改造世界。何为信息何为通信？通信，指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递，从广义上指需要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下采用任意方法，任意媒质，将信息从某方准确安全地传送到另方。何为通信何为移动通信？移动通信是移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船、

2、收音机等在移动状态中的物体。何为移动通信人类通信的最终目的？改变世界信息的传递方式音频信息的传递方式视频信息的传递方式触感信息的传递方式体感远古时代的移动通信方式烽火击鼓旗语号角灯塔灯语鸿雁信鸽驿差风筝玉器符号眼神远古时代移动通信方式的弊端？远古时代的移动通信方式的弊端烽火击鼓传输距离短时效性较差传输距离短不定因素多旗语号角受天气影响指向性不高传输距离短不定因素多灯塔灯语不可移动受时域影响场景受限制受天气影响鸿雁信鸽太多不定性随机性高目标受限驿差风筝玉器符号眼神较为稳定时效较差移动通信的应用系统移动通信系统1.集群移动通信系统2.无绳电话系统3.卫星移动通信系统4.无线局域网系统5.蜂窝移动通

3、信系统集群移动通信调度中心基站移动台无绳电话卫星移动通信地面站地面控制中心空中移动体陆地移动体海上移动体卫星移动电话无线局域网无线接入点(AP)互联网蜂窝移动通信基站移动交换中心移动台移动通信发展历史1897年用无线实现海上与陆地的通信1899年首次实现英法间的无线通信1916年实现短波无线电通信1929年建立世界性无线电通信网无线电通信创始人马可尼移动通信发展历史早期发展阶段于上世纪初期，首先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统。代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。该系统工作频率为2MHz，到40年代提高到3040MHz,可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段，特点是专用系统开发

4、，工作频 率较低。特点：专用系统，工作频率低，采用一个基站覆盖服务区（不能实现频率复用）。电台的体积，重量重，只能在车辆上移动使用，使用不方便，功耗大。以天线为例：为了有效的电磁能量辐射，天线的物理长度应为波长的1/2。若无线电台工作于1MHz，那么电台天线长度约为150米。移动通信发展历史上世纪40年代中期至60年代初期公用移动通信业务开始问世。1946年，根据美国联邦通信委员会(FCC)的计划，贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网，称为“城市系统”。美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。在一个城市只建立了一个基站，由于频率资源不能充分利用，当大家都想用时出现了饱和的情

5、况。特点：特点是接续方式为人工，网的容量较小。移动通信发展历史第一代移动通信（1G）系统出现于上世纪70年代末80年代初，源于系统容量问题。摩托罗拉DynaTAC 8000Xl重量约0.9公斤l通话时间半小时l售价3995美元1978年底，美国贝尔实验室成功研制出先进移动电话系统（AMPS），建成了蜂窝移动通信，提高了系统容量。随后许多国家纷纷推出相类似的系统，如英国TACS等。从此移动通信进入了模拟的1G系统时代。移动通信发展历史第一代移动通信（1G）系统n主要技术模拟技术和频分多址(FDMA)技术。n系统特点2.4kbps传输速率，只提供区域性语音业务，容量有限、保密性差、通话质量不高、不

6、能提供数据业务；设备成本高，重量重，体积大。n代表制式AMPS（Advanced Mobile Phone System）贝尔实验室发明，1978年开发，1982年全美部署，而后全世界各地迅速发展。1987年11月18日，国内第一个模拟蜂窝移动电话系统在广东省建成并投入商用。（中国移动雏形）移动通信发展历史蓬勃发展驱动力n20世纪90年代初进入移动通信的一个蓬勃发展期n用户需求增长迅猛n微电子技术在这一时期得到长足发展，这使得通信设备的小型化、微型化有了可能性，各种轻便电台被不断地推出n提出并形成了移动通信新体制 ，随着大规模集成电路的发展而出现的微处理器技术日趋成熟以及计算机技术的迅猛发展，

7、从而为大型通信网的管理与控制提供了技术手段。移动通信发展历史第二代移动通信（2G）系统出现于20世纪80年代末90年代初，由欧洲发起，源于漫游问题。1982年，欧洲电信管理部门开始制定适用于泛欧各国的一种数字移动通信系统的技术规范；1988年，确定了全球第一个数字蜂窝移动通信系统规范GSM标准；1991年，GSM系统投入使用。1995年，美国推出了窄带CDMA系统；移动通信发展历史第二代移动通信（2G）系统n20世纪90年代n相对于1G的改进：模拟数字语音信号数字化处理压缩带来容量上收益对语音和控制信号进行加密增强安全性催生了诸如短信等新业务展开n主要技术时分多址（TDMA）、码分多址（CDM

8、A）n系统特点保密性强、提供丰富的业务（低速率的数据业务）频谱利用率高、初步解决了系统容量问题标准化程度高、可进行省内外漫游移动通信发展历史第二代移动通信（2G）系统n代表制式GSM1991年在欧洲投入使用，现全球广泛应用使用FDMA、TDMA技术工作频率900-1800MHz，提供9.6kbps的传输速率电话业务、紧急呼叫业务、短信业务、可视图文接入等CDMA20世纪90年代中后期发展商用以扩频通信为基础的调制和多址连接技术8kbps(IS-95A)、64kbps(IS-95B)通信具有隐蔽性、保密性、抗干扰；通话质量好、掉线少、辐射低、健康环保移动通信发展历史2G-3G过渡（2.5G、2.

9、75G）系统n 2.5GGPRS（General Packet Radio Service）基于GSM的无线分组交换技术提供端到端、广域的无线IP连接网络容量只有再需要时进行分配，不需要时就释放传输速率150Kbps(比GSM快15倍)n 2.75GEDGE（Enhanced Data rates for GSM Evolution ）基于GSM/GPRS网络的数据增强型移动通信技术传输速度384kbps移动通信发展历史第三代移动通信（3G）系统出现于上世纪90年代中后期，源于多媒体业务传输问题。1985年，国际电信联盟（ITU）提出了未来公共陆地移动通信系统（FPLMTS）的概念；1996年

10、，FPLMTS更名为IMT-2000；1999年，ITU确定3G标准：WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。2001年，3G商用网开通。2009年，中国发放了WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。移动通信发展历史第三代移动通信（3G）系统n 系统特点能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上实现实时视频、高速多媒体和移动Internet访问业务扩大高质量话音业务容量n 代表制式ITU开始目标之一是开发一种可以全球通用的无线通讯系统，但是实际最终的结果是出现了多种不同的制式 （2001开始陆续部署）移动通信发展历史第三代移动通信（3G）系统n 代表制式ITU开始目

11、标之一是开发一种可以全球通用的无线通讯系统，但是实际最终的结果是出现了多种不同的制式 （2001开始陆续部署）W-CDMAWideband Code Division Multiple Access（宽带码分多址）以GSM为主，加入GPRS的分组交换实体技术，能够兼容GSM系统的所有业务。流行于欧美地区（表现于人口密度低、追求网络速度的特点）移动通信发展历史第三代移动通信（3G）系统TD-SCDMA (Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access )时分同步码分多址集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA多种多址方式于一体，采用

12、了一系列高新技术（智能天线、联合检测、接力切换等技术）频谱利用率高、系统容量大、系统成本低且适合开展数据业务，是中国自主研发的一套通信制式，较为适合国内人口密度大等特点。CDMA2000采用MC-CDMA（多载波CDMA）多址访问技术，不仅可以使用原有CDMA系统的各种接口，还可以使用新的接口标准。占用频率较多。移动通信发展历史3G-4G过渡（2.5G、2.75G）系统n 3.5GHSPDA （High Speed Downlink Packet Access）属于W-CDMA技术的延伸在W-CDMA下行链路中提供分组数据业务，在一个5MHz载波上的传输速率可达8-10 Mbpsn 3.75G

13、HSUPA （High Speed Uplink Packet Access）因HSDPA上传速度不足（只有384Kbps）而开发在一个5MHz载波上的传输速率可达10-15 Mbps，上传速度达 5.76Mbps移动通信发展历史3G-4G过渡（2.5G、2.75G）系统CDMA2000？CDMA技术的出现源自第二次世界大战期间，因战争CDMA手机的需要而研究开发出CDMA技术，其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰，后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术，核心技术主要是由美国高通北美公司为主导提出，主要支持者包括日本、韩国和北美等地区和国家。由于高额的专利费问题，因此在国内很少有手机设计公

14、司使用此通信制式；高通公司一直被起诉，在国内也出现过反垄断的案例。移动通信发展历史第四代移动通信（4G）系统出现于本世纪初期，源于高质量多媒体业务传输问题。2005年，国际电联（ITU）将B3G/4G移动通信统一命名为IMT-Advanced，即第四代移动通信；2012年，国际电联（ITU） 确定了4G LTE国际标准；2013年，中国工信部向三大运营商发放TD-LTE牌照；2015年，工信部向中国电信、中国联通发放FDD-LTE牌照。目前三大运营商的4G网络已经较为稳定的商用。移动通信发展历史第四代移动通信（4G）系统n代表制式FDD-LTEFDD模式的特点是在分离(上下行频率间隔190MH

15、z)的两个对称频率信道上，系统进行接收和传送，用保证频段来分离接收和传送信息。TD-LTETD模式的特点是在固定频率的载波上，通过时间域来完成上下行数据传输（某一时间点只有上行或下行数据），来保证传送信息。移动通信发展历史高质量多媒体多媒体短信话音短信话音多媒体短信话音话音1G2G3G4G移动通信发展历史下行下行上行时间保护间隔上行/下行频率TDD上行/下行时间下行上行频率保护频带FDD现代移动通信技术发展趋势第五代移动通信（5G）系统移动通信发展历史5G来了，到低有多快？现代移动通信技术发展趋势大连接物联网mMTC低时延、超可靠通信uRLLC增强型的移动宽带eMBB这种应用场景下，智能终端用

16、户上网峰值速率要达这种应用场景下，智能终端用户上网峰值速率要达到到10Gbps10Gbps甚至甚至20Gbps20Gbps，为虚拟现实、无处不在的视，为虚拟现实、无处不在的视频直播和分享、随时随地的云接入等大带宽应用提频直播和分享、随时随地的云接入等大带宽应用提供支持。供支持。这种场景下，这种场景下，5G5G网络需要支撑网络需要支撑100100万万/ /平方公里规模平方公里规模的人和物的连接。的人和物的连接。这种场景要求这种场景要求5G5G网络的时延达到网络的时延达到1 1毫秒，为智能制造毫秒，为智能制造、远程机械控制、辅助驾驶和自动驾驶等低时延业、远程机械控制、辅助驾驶和自动驾驶等低时延业务

17、提供强有力的支持。务提供强有力的支持。第五代移动通信（5G）系统现代移动通信技术发展趋势为啥滴滴快车司机找不到您？基站定位基本原理AB1KM1.5KM2.5KM卫星定位基本原理卫星定位基本原理卫星定位基本原理1234全球四大卫星定位系统l 北斗系统（中国）l GPS系统（美国）l GLONASS系统（俄罗斯）l 伽利略卫星导航系统（欧盟） 充电5分钟，通话2小时，怎么实现的？手机快速充电技术手机快速充电技术P功率U * I电压 * 电流=2.5W5V * 1.5A=4.5W9V * 1.5A=6.0W12V * 1.5A无线充电是什么？手机无线充电技术能量发射充电底座能量转换能量接收用电设备不通过充电线或不通过物理连接实现充电的过程。手机快速充电技术能量发射能量接收手机快速充电技术